基本信息

邵志刚  男  博导  中国科学院大连化学物理研究所
电子邮件: zhgshao@dicp.ac.cn
通信地址: 大连市沙河口区中山路457号
邮政编码: 116023

部门/实验室:研究生部

研究领域

1、提高车用质子交换膜燃料电池使用寿命、降低成本方面的应用基础研究与工程技术开发

      以氢气为燃料的质子交换膜燃料电池,由于启动速度快、功率密度高、无污染等特点被认为是未来清洁汽车的最佳候选电源之一。但要使其商业化,必须首先解决燃料电池在车用工况下的低使用寿命和高电池成本问题。

     主要内容包括:低PtPt催化剂研究;新型质子膜材料;新型膜电极结构;燃料电池寿命快速评价;动态工况下燃料电池的衰减机理;燃料电池环境适应性研究;电池组内各节单电池的分布均匀性研究;单池内分布均匀性研究;廉价的双极板材料;流场结构设计;电池系统模型模拟与优化,控制策略优化;系统集成等。

2、再生氢氧燃料电池系统技术研发

     可再生氢氧燃料电池系统(RFC)将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合,氢氧燃料电池的燃料 H2、氧化剂O2可通过水电解过程得以再生, 从而起到蓄能供电双重作用。而与太阳能发电相结合的可再生氢氧燃料电池是当前最具优势的空间可再生能源技术。

主要内容包括:质子交换膜水电解池关键材料、部件开发与优化;特殊环境下应用的燃料电池系统技术;RFC系统集成与优化,RFC系统模型模拟与优化。



招生信息

   
招生专业
081701-化学工程
招生方向
质子交换膜燃料电池
再生燃料电池
电化学工程

教育背景

1997-09--2000-11   大连化学物理研究所   工学博士
1993-09--1996-07   大连化学物理研究所   工学硕士
1987-09--1991-07   大连理工大学   工学学士
学历
中国科学院大连化学物理研究所 -- 研究生
学位
中国科学院大连化学物理研究所 -- 博士
出国学习工作
2001年至2002年,在香港科技大学化工系做博士后研究工作;
2003年至2005年3月,在英国纽卡斯尔大学化工系从事博士后研究工作;

工作经历

1996年7月到2000年12月,大连化物所从事质子交换膜燃料电池研究与开发;

2005年4月,大连化物所燃料电池工程中心从事质子交换膜燃料电池研究与开发;

2006年11月,中国科学院大连化学物理研究所燃料电池系统科学与工程研究组组长;

2015年1月,获得中华人民共和国国务院政府特殊津贴;

2016年7月,获得国家“万人计划”第二批科技创新领军人才;

目前,中国科学院大连化学物理研究所燃料电池研究部部长,燃料电池系统科学与工程研究组组长,研究员,博士生导师 


工作简历
2017-01~现在, 中国科学院大连化学物理研究所, 燃料电池研究部部长
2016-07~2017-01,中国科学院大连化学物理研究所, 燃料电池研究部代部长
2013-07~2016-07,中国科学院大连化学物理研究所, 燃料电池研究部副部长
2007-09~现在, 中国科学院大连化学物理研究所, 研究员、研究组组长
2005-04~2007-09,中国科学院大连化学物理研究所, 副研究员
2003-01~2005-03,英国纽卡斯尔大学, 博士后
2001-01~2002-12,香港科技大学, 博士后
1996-07~2000-12,大连化学物理研究所, 研究实习员、助理研究员
1991-08~1993-08,山西省平遥县政府, 乡团委书记
社会兼职
2016-11-01-2021-11-30,中国能源研究会燃料电池专业委员会, 副主任委员

教授课程

   

专利与奖励

申请中国发明专利350余项,已经授权110余项。2012年负责完成的“高效中低压固体电解质水电解技术”获得大连市科技进步一等奖。2013年负责完成的“质子交换膜燃料电池电化学界面及过程研究”获得辽宁省自然科学二等奖。2017年负责完成的“飞机用氢燃料电池动力电源技术”获得大连市技术发明一等奖。

奖励信息
(1) 大连市技术发明奖, 一等奖, 市地级, 2017
(2) 辽宁省自然科学奖, 二等奖, 省级, 2013
(3) 大连市科技进步奖, 一等奖, 市地级, 2011
(4) 千瓦级质子交换膜燃料电池, 一等奖, 省级, 2000
专利成果
( 1 ) 一种用于SPE水电解池外加参比电极的方法, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010 563766.2
( 2 ) 一种质子交换膜燃料电池电极催化层及其制备, 发明, 2006, 第 1 作者, 专利号: 200610047688.4
( 3 ) 一种提高质子交换膜燃料电池抗CO性能的方法, 发明, 2007, 第 4 作者, 专利号: 200710012714.4
( 4 ) 一种用碳纳米管担载铂催化剂及其制备方法, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010562998.6
( 5 ) 一种纳米多孔金用于燃料电池薄层电极的制备方法, 发明, 2018, 第 1 作者, 专利号: ZL 201410608422.7
( 6 ) 一种电动飞机能源控制系统, 发明, 2018, 第 2 作者, 专利号: ZL201410779591.7
( 7 ) 一种具有透水板的静态供水固体聚合物电解质水电解装置, 发明, 2018, 第 1 作者, 专利号: ZL201410719894.X
( 8 ) 一种提高燃料电池催化剂抗SO2中毒性能的助剂及添加方法, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: ZL201310691086.2
( 9 ) 一种催化剂在燃料电池抗SO2中毒的应用及中毒恢复方法, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: ZL201310691142.2
( 10 ) 一种燃料电池系统直接启动方法, 发明, 2017, 第 2 作者, 专利号: ZL201310691218.1
( 11 ) 一种燃料电池系统的冷却子系统启动方法, 发明, 2017, 第 2 作者, 专利号: ZL201410784070.0
( 12 ) 一种燃料电池用催化剂表面改性的方法, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: ZL201410680317.4
( 13 ) 一种SPE水电解用部分共结晶催化层涂覆膜的制备方法, 发明, 2016, 第 1 作者, 专利号: ZL201210554625.3
( 14 ) 一种金属钛材料的处理方法, 发明, 2016, 第 1 作者, 专利号: ZL201110435903.9
( 15 ) 一种SPE水电解用超薄膜电极的结构及其制备和应用, 发明, 2018, 第 1 作者, 专利号: ZL201410754099.4
( 16 ) 一种固态聚合物电解质水电解池膜电极的回收利用方法, 发明, 2018, 第 2 作者, 专利号: ZL201410683046.8
( 17 ) 水传输板在一体式可再生质子交换膜燃料电池中的应用, 发明, 2018, 第 1 作者, 专利号: ZL201410720383.X
( 18 ) 一种固态聚合物电解质水电解池双极板及其制备方法, 发明, 2018, 第 1 作者, 专利号: ZL201310691255.2
( 19 ) 亲水性水传输板在固体聚合物电解质水电解池中的应用, 发明, 2018, 第 1 作者, 专利号: ZL201410721271.6
( 20 ) 一种SPE水电解用膜电极的结构及其制备和应用, 发明, 2018, 第 1 作者, 专利号: ZL201510757554.0
( 21 ) 一种用于多孔物质电镀的装置及电镀或化学沉积的方法, 发明, 2018, 第 1 作者, 专利号: ZL201510811211.8
( 22 ) 一种制备燃料电池膜电极的静电喷涂装置, 发明, 2019, 第 3 作者, 专利号: ZL201510924412.9
( 23 ) 一种有序催化层及其制备和应用, 发明, 2019, 第 3 作者, 专利号: ZL201510467995.7
( 24 ) 一种燃料电池催化层结构及其制备, 发明, 2019, 第 2 作者, 专利号: ZL201510919461.3

出版信息

   
发表论文
(1) Facile synthesis of Pt-decorated Ir black as a bifunctional oxygen catalyst for oxygen reduction and evolution reactions, Nanoscale, 2019, 通讯作者
(2) Nano-engineering of a 3D-ordered membrane electrode assembly with ultrathin Pt skin on open-walled PdCo nanotube arrays for fuel cells, J. Mater. Chem. A, 2018, 通讯作者
(3) A novel IrNi@PdIr/C core–shell electrocatalyst with enhanced activity and durability for the hydrogen oxidation reaction in alkaline anion exchange membrane fuel cells, Nanoscale, 2018, 通讯作者
(4) Construction of orderly hierarchical FeOOH/NiFe layered double hydroxides supported on cobaltous carbonate hydroxide nanowire arrays for a highly efficient oxygen evolution reaction, J. Mater. Chem. A, 2018, 通讯作者
(5) Investigation of water transport in fuel cells using water transport plates and solid plates, RSC Advances, 2018, 通讯作者
(6) Functionalization of polybenzimidazole-crosslinked poly(vinylbenzyl chloride) with two cyclic quaternary ammonium cations for anion exchange membranes, Journal of Membrane Science, 2018, 通讯作者
(7) Crosslinked high-performance anion exchange membranes based on poly(styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene), Journal of Membrane Science, 2018, 通讯作者
(8) Anchoring ultrafine Pt nanoparticles on the 3D hierarchical self-assembly of graphene/functionalized carbon black as a highly efficient oxygen reduction catalyst for PEMFCs, Journal of Materials Chemistry A, 2018, 通讯作者
(9) Ultrathin IrRu nanowire networks with high performance and durability for the hydrogen oxidation reaction in alkaline anion exchange membrane fuel cells, Journal of Materials Chemistry A, 2018, 通讯作者
(10) Improvement of PEMFC water management by employing water transport plate as bipolar plate, International Journal of Hydrogen Energy, 2017, 通讯作者
(11) A novel cathode architecture using Cu nanoneedle arrays as the cathode support for AAEMFC application, J. Mater. Chem. A, 2017, 通讯作者
(12) Three-Dimensional Assembly of PtNi Alloy Nanosticks with Enhanced Electrocatalytic Activity and Ultrahigh Stability for the Oxygen Reduction Reaction, CHEMELECTROCHEM, 2017, 通讯作者
(13) Highly stable nanostructured membrane electrode assembly based on Pt/Nb2O5 nanobelts with reduced platinum loading for proton exchange membrane fuel cells, Nanoscale, 2017, 通讯作者
(14) Nanostructured ultrathin catalyst layer based on open-walled PtCo bimetallic nanotube arrays for proton exchange membrane fuel cells, Nano Energy, 2017, 通讯作者
(15) Vertically Aligned FeOOH/NiFe Layered Double Hydroxides Electrode for Highly Efficient Oxygen Evolution Reaction, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 通讯作者
(16) A cost-effective nanoporous ultrathin film electrode based on nanoporous gold/IrO2 composite for proton exchange membrane water electrolysis, Journal of Power Sources, 2017, 通讯作者
(17) Performance of Ti–Ag-deposited titanium bipolar plates in simulated unitized regenerative fuel cell (URFC) environment, International Journal of Hydrogen Energy, 2011, 通讯作者
(18) Durability study of Pt-Pd as PEMFC cathode catalyst, International Journal of Hydrogen Energy, 2010, 通讯作者
(19) Mass minimization of a discrete regenerative fuel cell (RFC) system for on-board energy storage, Journal of Power Sources, 2010, 通讯作者
(20) Hybrid Nafion-inorganic oxides membrane doped with heteropolyacids for high temperature operation of proton exchange membrane fuel cell, Solid State Ionics, 2006, 第 1 作者
(21) Novel electrode structure for DMFC operated with liquid methanol, Electrochem. Commun., 2006, 第 1 作者
发表著作
   

科研活动

先后主持国家863项目、国家自然科学基金、科学院重要方向性项目、企业等各类项目30余项,目前承担在研项目5项。

科研项目
( 1 ) 金属离子对质子交换膜燃料电池膜电极污染过程及机理研究, 主持, 国家级, 2011-01--2013-12
( 2 ) 燃料电池单分子催化到电堆成流过程的科学与化工问题研究, 参与, 国家级, 2010-01--2013-12
( 3 ) 基于光氢互补的太阳能-水电解供电技术研究, 主持, 国家级, 2010-05--2012-04
( 4 ) 燃料电池衰减机理及寿命快速提升评价研究, 主持, 国家级, 2016-01--2019-12
( 5 ) 新型多级有序结构膜电极研究, 主持, 国家级, 2015-01--2016-12
( 6 ) 电堆工程、结构及过程研究, 主持, 国家级, 2016-07--2021-06
( 7 ) 燃料电池基础材料与过程机理研究, 主持, 国家级, 2016-07--2021-06
( 8 ) 静态排水燃料电池中的水管里及动态特性分析, 主持, 国家级, 2016-01--2019-12
参与会议
(1)Recent Progress of Proton Exchange Membrane Fuel Cell in DICP   Zhigang Shao   2018-06-17
(2)质子交换膜燃料电池最新研究进展   中国化学会第31届学术年会   2018-05-05
(3)质子交换膜燃料电池用低铂膜电极的研究进展   第17届全国氢能会议暨第9届两岸三地氢能研讨会   邵志刚   2017-10-13
(4)Advanced Electrocatalysts and Membrane Electrode Assemblies for Proton Exchange Membrane Fuel Cell   Zhigang Shao   2017-09-06
(5)Research and development of proton exchange membrane fuel cell   2016-10-20

合作情况

与英国、美国、加拿大、新加坡、德国、挪威等国学者有广泛的合作与交流。
项目协作单位
   

指导学生

已指导学生

秦晓平  硕士研究生  081701-化学工程  

谢峰  硕士研究生  081701-化学工程  

孙树成  博士研究生  081701-化学工程  

张耕  博士研究生  081701-化学工程  

鲁望婷  博士研究生  081701-化学工程  

张林松  博士研究生  081701-化学工程  

肖辉  硕士研究生  081701-化学工程  

王浚英  博士研究生  081701-化学工程  

高原  博士研究生  081701-化学工程  

郭晓倩  博士研究生  081701-化学工程  

曾亚超  博士研究生  081701-化学工程  

王志强  博士研究生  081701-化学工程  

唐雪君  博士研究生  081701-化学工程  

郝金凯  硕士研究生  085216-化学工程  

郝金凯  博士研究生  081701-化学工程  

瞿丽娟  博士研究生  081701-化学工程  

曹龙生  博士研究生  081701-化学工程  

吕波  硕士研究生  085216-化学工程  

杨丽梦  博士研究生  081701-化学工程  

方达晖  博士研究生  081701-化学工程  

现指导学生

何良  博士研究生  081701-化学工程  

黄河  博士研究生  081701-化学工程  

任红  硕士研究生  081701-化学工程  

孟祥超  硕士研究生  081701-化学工程  

唐帅  硕士研究生  081701-化学工程  

苟勇  博士研究生  081701-化学工程  

吕波  博士研究生  081701-化学工程  

王朋豪  博士研究生  081701-化学工程